[發明專利]一種粘合體系、聚氨酯/橡膠復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202111427334.3
• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN114058312A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 楊小牛;韋華偉;趙曉禮
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所;廣東粵港澳大灣區黃埔材料研究院
• 主分類號: C09J175/04
• 分類號: C09J175/04;C09J5/00;C08G18/65;C08G18/54;C08G18/32
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;朱燕華

本發明公開了一種粘合體系、聚氨酯/橡膠復合材料及其制備方法，屬于復合材料技術領域。所述粘合體系包括用于改善聚氨酯與橡膠粘接性能的底涂粘合劑和次粘合劑，所述底涂粘合劑包括具有異氰酸酯基團的化合物，所述次粘合劑包括經過無水處理的RFL膠。本發明采用固態RFL膠膜搭配異氰酸酯底涂粘合劑作為粘合體系，用于聚氨酯與橡膠的粘接，使聚氨酯與硫化橡膠的粘接界面生成大量的化學鍵合，大幅提高了聚氨酯/橡膠復合材料的界面性能，得到聚氨酯與橡膠粘接牢固的復合材料。本發明的粘合體系容易獲得，膠膜厚度可控性高，適合工業化應用。

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，具體涉及一種粘合體系、聚氨酯/橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術

聚氨酯/橡膠復合材料融合了聚氨酯和橡膠的優點，現已被廣泛應用于眾多工業領域中，例如制鞋、機械配件、運動器材和電子特殊零部件等。聚氨酯與橡膠的粘合強度是影響聚氨酯/橡膠復合材料的關鍵因素之一。對于聚氨酯與橡膠的粘合，目前最常用的解決方法是通過特定的膠黏劑(如氰基丙烯酸酯膠黏劑、聚氨酯膠黏劑等)將固化的聚氨酯與固化的橡膠進行直接粘合，然而，雖然這種方法能夠使兩者實現粘接，但粘接的有效強度較低，常溫(25℃)剝離強度僅為5～15kN/m(以25mm寬度樣品剝離測試得到)，當溫度較高時，粘接強度會迅速下降，導致所得聚氨酯/橡膠復合材料的界面性能較差，在較大的剪切或剝離力作用下亦或在較高溫度下，聚氨酯和橡膠極易從界面處發生破壞，造成整個復合材料制件的損壞。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的不足之處，本發明的第一個目的在于提供一種粘合體系，該粘合體系所用的粘合劑容易獲得，用于聚氨酯和未硫化橡膠的粘接，可在粘接界面形成很強的化學鍵合，有效提高了聚氨酯/橡膠復合材料的界面性能。本發明的第二個目的在于提供一種聚氨酯/橡膠復合材料及其制備方法，復合材料中的聚氨酯與橡膠粘接牢固。

為達到其目的，本發明所采用的技術方案為：

一種粘合體系，其包括用于改善聚氨酯與橡膠粘接性能的底涂粘合劑和次粘合劑，所述底涂粘合劑包括具有異氰酸酯基團的化合物，所述次粘合劑包括經過無水處理的RFL膠。

優選地，所述底涂粘合劑包括多異氰酸酯，更優選使用二異氰酸酯，例如二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、對苯二異氰酸酯(PPDI)等或者是這些化合物的混合物。

更優選地，所述底涂粘合劑的異氰酸酯與所述聚氨酯的異氰酸酯為同種化合物。

優選地，所述底涂粘合劑還包括乙烯基酯樹脂，尤其是環氧類乙烯基樹脂。

優選地，所述底涂粘合劑中，異氰酸酯中的-NCO官能團與乙烯基樹脂中的-OH官能團的摩爾比1，優選為3～6。該配比下，可保證所述底涂粘合劑中的-NCO過量，利于在聚氨酯與橡膠的粘接界面生成更多的化學鍵。

優選地，所述底涂粘合劑還包括苯乙烯。苯乙烯的主要作用是用于調節底涂粘合劑的粘度，使其利于涂布。

優選地，所述苯乙烯在所述底涂粘合劑中的質量百分含量為5％～15％。由于苯乙烯參與固化反應，因此對其無需進行蒸發干燥處理。苯乙烯在所述底涂粘合劑中的質量百分含量為5％～15％時，所述底涂粘合劑可獲得合適的粘度，利于涂布。若所述苯乙烯的含量過少，會導致所述底涂粘合劑的粘度太大，流動性差，難以涂布均勻。若所述苯乙烯的含量過多，會導致所述底涂粘合劑的粘度太小，流動性過高，也難以涂布均勻，且難以獲得目標厚度的膠層。

優選地，所述次粘合劑為固態RFL膠膜。

優選地，所述固態RFL膠膜的制備方法包括：將RFL膠液均勻涂布在離型膜上，烘干，去除RFL膠液中的水分，制得所述固態RFL膠膜。